Ученые из Мельбурна впервые показали, как белок под названием SMCHD1 помогает контролировать здоровое развитие организма.
Исследование показало, как SMCHD1 собирает гены, которые необходимо ограничить, в определенные области, где он эффективно отключает их функции.
Понимание того, как действует SMCHD1, может стимулировать усилия по разработке лекарств от заболеваний, которые возникают в результате того, что SMCHD1 не функционирует должным образом, таких как мышечная дистрофия и, возможно, даже рак.
Исследование, проведенное доктором. Наташа Янс, доцент Джеймс Мерфи и доцент Марни Блевитт из Института Уолтера и Элизы Холл, вместе с сотрудниками из Университета Монаша и Института медицинских исследований Квинсленда, были опубликованы сегодня в журнале Nature Structural and Molecular Biology.
“ Контрольная комната ” для генов
Чтобы все различные типы клеток в организме развивались и нормально функционировали, организму необходимо тщательно контролировать, какие гены включаются и выключаются. SMCHD1 играет важную роль в процессе регуляции этого гена, помогая при необходимости отключать определенные гены.
Доцент Блевитт сказал, что до сих пор не было известно, как SMCHD1 может отключать гены, и было невероятно интересно, наконец, справиться с этим процессом.
"Мы обнаружили, что SMCHD1 – это очень стратегический белок, который способен идентифицировать и собирать гены из самых разных частей хромосомы. SMCHD1 собирает гены в определенные области ядра, где они эффективно заглушаются," она сказала.
Глубокие последствия для развития
Доктор. Янс сказал, что команда была особенно удивлена, обнаружив, что SMCHD1 необходим для отключения набора генов, называемых Hox-генами, которые известны своей ролью в развитии, а также в борьбе с раком.
"SMCHD1 вытащил Hox-гены из разрозненных точек хромосомы в своего рода «контрольную комнату» для молчания, тем самым группируя ДНК, которая обычно находится далеко друг от друга, в одну специализированную область.
"Бесценно знать, как регулируются гены Hox, потому что для развития могут иметь место серьезные последствия, если они не работают должным образом. Например, у мух с дефектными генами Hox могут быть ноги, вырастающие из головы, а не из антенн.
"Открытие также важно, потому что гены Hox часто включаются при раке, что помогает стимулировать рост опухоли," она сказала.
Поиск подходящих лекарств
Доцент Блевитт сказал, что фундаментальные знания о том, как работает SMCHD1, могут помочь исследователям разработать будущие методы лечения заболеваний, вызванных SMCHD1, не действующих должным образом.
"Лекарства, которые помогают повысить активность SMCHD1, могут быть использованы для лечения людей с фациоскапуло-плечевой мышечной дистрофией 2 типа (ЛЛД2), прогрессирующим заболеванием, приводящим к истощению мышц, и в настоящее время лечение отсутствует.
"С другой стороны, препараты, которые помогают ослабить активность SMCHD1, могут быть полезны для лечения синдрома Прадера-Вилли, наследственного заболевания, вызывающего, помимо других симптомов, мышечную слабость и постоянный голод, которые могут привести к ожирению и диабету 2 типа," она сказала.
Синдром Прадера-Вилли возникает из-за того, что определенный кластер генов бездействует и не может быть включен. Если исследователи смогут найти способ активировать этот кластер генов, они смогут разработать целевое лечение болезни.
Доцент Мерфи сказал, что исследователи уже занимаются анализом библиотеки из более чем 120000 молекул, подобных лекарствам, чтобы увидеть, могут ли эти соединения помочь либо повысить, либо ослабить активность SMCHD1, в зависимости от того, что требуется для восстановления активности SMCHD1.
"Теперь, когда мы точно знаем, как SMCHD1 контролирует гены, у нас есть четкие признаки, которые мы можем отслеживать, чтобы проверить, правильно ли работают соединения.
"Это поможет нам разработать целевые препараты, которые могут вмешаться, когда SMCHD1 неисправен и разработка идет наперекосяк," он сказал.